1.本发明涉及热敏打印技术领域，尤其涉及一种双色热敏记录介质的直接热敏打印方法。


背景技术：

2.现代的直接热敏打印，通常包括一个提供打印能量的热敏打印头，以及控制热敏打印头上每个发热体单元的打印控制部。一般用于记录图像或文字信息的直接热敏记录介质通常包括介质基材、感热发色层、表面保护涂层(即面涂层)等。其中感热发色层是经至少涂布一层感热发色材料而形成的，感热发色材料的主要成分一般包括无色染料、显色剂、增感剂、分散剂等添加剂，在正常的储存条件下，不会发生反应显像，只有在受热时，染料与显色剂熔融反应显色，以形成图像。
3.当热敏记录介质通过弹性材料制成的打印胶辊沿着与热敏打印头发热线垂直的方向接触运动时，通过对热敏打印头的发热体单元施加相应的脉冲电力，发热体单元产生焦耳热效果，把印加电能转换为热能，当热能传递到热敏记录介质表面，热敏记录介质的感热发色层的染料与显色剂受热发生化学反应，形成颜色，例如一般形成黑色，从而在整个热敏记录介质上形成了与印加能量相应浓度的黑色可视化图像或文字信息。
4.现有技术中，直接热敏记录介质最常用的是单色打印，即在介质基材的一侧，涂布一层感热发色层，该感热发色层经加热变色后，仅能表现出单一的记录颜色，例如常见的黑色或者蓝色、红色等。为了表现出更丰富色彩的打印记录效果，市场上存在着双色或多色的信息记录需求，现有热敏打印技术已经对双色打印或者多色打印进行了很多尝试和应用。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的问题，本技术提出了一种双色热敏记录介质的直接热敏打印方法，其针对具有双色感热发色层的热敏记录介质，采用一个且仅有一个热敏打印头及其组件，在一次的打印过程中，可分别控制加热双色热敏记录介质的两个感热发色层，从而记录双色的文字或图像信息。
6.为了实现上述目的，本技术提出了一种双色热敏记录介质的直接热敏打印方法，所述方法所针对的双色热敏记录介质包括介质基材，所述介质基材的一个侧面上设有底涂层，所述底涂层的上表面设有第二感热发色层，所述第二感热发色层的上表面设有第一感热发色层，所述第一感热发色层的上表面设有表面保护层，更接近热敏打印头的第一感热发色层的发色温度阈值比第二感热发色层的发色温度阈值至少低30℃；所述方法包括以下步骤：
7.步骤1、通过双色直接热敏记录装置的打印控制部接收图像或文字信息的打印数据；
8.步骤2、从接收的打印数据中，提取指定的双色信息，形成双色各自对应的图像数据；
9.步骤3、将双色各自对应的图像数据进行转换形成各自对应的打印数据序列矩阵，每个打印数据序列矩阵中的每个打印数据序列包含了该行打印各个印字点需要的数据位，每个数据位为0或1；
10.步骤4、在一个打印行周期内，通过所述打印控制部驱动热敏打印头，发送两次打印数据序列，使第一感热发色层和第二感热发色层受热发色，以完成一行的双色信息打印；
11.步骤5、重复步骤4，对每行进行双色信息打印，直到最后一行打印结束。
12.在一些实施例中，在所述步骤1中，所述打印数据以位图格式传输及接收存储。
13.在一些实施例中，在所述步骤3中，采用二值化变换将双色各自对应的图像数据转换形成各自对应的打印数据序列矩阵。
14.在一些实施例中，在所述步骤3与步骤4之间还设有以下步骤：将针对同一行的两个打印数据序列中的相对应的数据位进行逻辑或运算，得到第一打印数据序列，将步骤3中针对第二感热发色层的打印数据序列记作第二打印数据序列，此时在步骤4中，每行印字周期内，首先输入第一打印数据序列，使得在预定的加热时间区间内，实现第一感热发色层的信息记录，同时在该预定的加热时间区间内对需要记录的第二感热发色层对应位置的加热点也进行加热，然后输入第二打印数据序列，使得在预定的加热时间区间内对需要记录的第二感热发色层对应位置的加热点进行加热，使其受热发色，第二感热发色层的记录点的印加能量是两次发热时间所对应的印加能量累积之和。
15.本技术的该方案的有益效果在于上述双色热敏记录介质的直接热敏打印方法，针对具有双色感热发色层的热敏记录介质，采用一个且仅有一个热敏打印头及其组件，在一次的打印过程中，可分别控制加热双色热敏记录介质的两个感热发色层，从而记录双色的文字或图像信息；该方法能够提高打印速度和效率，并提供更丰富的色彩记录内容。
附图说明
16.图1示出了实施例中双色直接热敏记录装置的系统构造示意图。
17.图2示出了实施例中双色热敏记录介质的断面构造示意图。
18.图3示出了实施例中双色热敏记录介质的双色感热发色层的发色温度说明图。
19.图4示出了实施例中双色热敏记录介质的发色特性说明图。
20.图5示出了实施例中热敏打印头驱动控制逻辑示意图。
21.图6示出了实施例1中双色热控制打印方法的说明图。
22.图7示出了实施例2中双色热控制打印方法的说明图。
23.图8示出了实施例3中双色热控制打印方法的说明图。
24.图9示出了实施例中双色图像信息对应的打印数据序列矩阵说明图，其中(a)为第一感热发色层的打印数据序列矩阵，(b)为第二感热发色层的打印数据序列矩阵。
25.图10示出了实施例中双色热敏记录介质的直接热敏打印方法的流程图。
26.附图标记：1-双色直接热敏记录装置，10-热敏打印头，11-发热体单元，12-热敏打印头驱动芯片，13-打印脉冲数据，20-双色热敏记录介质，21-表面保护层，22-第一感热发色层，23-第二感热发色层，24-底涂层，25-介质基材，3-介质搬送部，31-打印胶辊，32-介质搬运辊，4-打印控制部。
具体实施方式
27.下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步的说明。
28.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
29.本技术所涉及的双色热敏记录介质的直接热敏打印方法所依托的双色直接热敏记录装置1的结构如图1所示，其包括一个提供印加能量的热敏打印头10及其组件，在与双色热敏记录介质20搬送方向成直角的方向上，热敏打印头10上配置有连续多个按照一定的分辨率直线性配置的发热体单元11，当双色热敏记录介质20在介质搬送部3的介质搬运辊32及打印胶辊31的旋转驱动下接触通过所述热敏打印头10的发热体单元11时，双色直接热敏记录装置1的打印控制部4根据需要打印的双色图像或文字信息数据及控制逻辑，驱动所述发热体单元11产生热能，并直接接触传递到双色热敏记录介质20的表面，双色热敏记录介质20的相应感热发色层受热发生化学反应变色，从而形成了与印加能量相应浓度的可视化图像或文字信息。本技术所涉及的双色直接热敏记录装置1与现有技术中通常的单色热敏打印装置在结构上并无本质的差异，也无需增加打印装置的机械复杂度。在具体的打印时，如图5所示，所述热敏打印头10上线性配置有n个发热体单元11(分别记作r1、r2、r3
……
rn)，同时配置有热敏打印头驱动芯片12，其输入逻辑控制信号包括高电平“1”时印字、低电平“0”时关闭的打印数据序列信号(data)，每个发热体单元11由独立的驱动回路mos开关控制，当选通逻辑控制信号strobe为有效电平时，并且对应的发热体单元11的data信号也处于高电平“1”时，该发热体单元11的驱动回路mos开关处于打开(on)状态，打印电源vh与gnd之间，通过该发热体单元11导通，该发热体单元11发热，温度上升，实现印字。上述的strobe、data等逻辑信号均由本技术所涉及的双色直接热敏记录装置1的打印控制部4输出。
30.为了记录双色的文字或图像信息，如图2所示，本技术所涉及的双色热敏记录介质20包括介质基材(原纸)25，在所述介质基材25的一个侧面上设有一层底涂层24，所述底涂层24的作用主要是产生较平滑的表面，并具有一定的隔热作用；在所述底涂层24的上面设有第二感热发色层23，在所述第二感热发色层23的上面设有第一感热发色层22，并在所述第一感热发色层22的上表面设有一层表面保护层21。更接近所述热敏打印头10的第一感热发色层22比第二感热发色层23具有更低的发色温度，所述第一感热发色层22的发色温度阈值t1比第二感热发色层23的发色温度阈值t2至少低30℃。
31.众所周知，直接热敏记录介质的感热发色层的材料主要成分一般包括无色染料、显色剂、增感剂、分散剂等添加剂，经过混合、涂布或印刷、干燥等工艺形成。感热材料在正常的温湿度条件下不会发生反应显色，只有在受热时，染料与显色剂熔融反应显色，其发色温度及显色色度由所选发色材料的特性来决定。在本实施例中，第一感热发色层22与第二感热发色层23采用不同的染料成分或材料配比来表现不同的记录色彩(色度)，同时要求第一感热发色层22的发色温度阈值t1比第二感热发色层23的发色温度阈值t2至少低30℃，如图3所示，在发热时间ton1区间内，第一感热发色层22达到发色温度t1后，该层染料与显色
成分反应显色。在发热时间ton2的区间内，第二感热发色层23达到发色温度t2后，该层染料与显色成分反应显色。其中，t2至少大于t1约30℃以上。
32.现代许多文献及技术已经对上述双色感热发色层的制备方法进行了充分的研究，例如可通过配比不同的染料成分来形成不同的色度，或者通过添加增感剂材料来控制或改变感热记录材料的热反应特性及反应速度等。因此，使第一感热发色层22与第二感热发色层23产生不同的记录色彩，以及第一感热发色层22的发色温度阈值t1比第二感热发色层23的发色温度阈值t2至少低30℃的具体实现方法在此不做更详尽的说明。
33.当需要打印记录第一感热发色层22的信息时，热敏打印头10的发热体单元11产生的焦耳热首先传递到发色温度较低的第一感热发色层22，低温的印加能量即可实现第一感热发色层22的发色记录，而不会引起第二感热发色层23的发色；同样地，当需要打印记录第二感热发色层23的信息时，热敏打印头10的发热体单元11印加较长发热时间的高印加能量，高温通过第一感热发色层22传递到第二感热发色层23，从而实现第二感热发色层23的发色记录。需要说明的是，高温传递需要经过第一感热发色层22抵达第二感热发色层23，因此第一感热发色层22也会受热发色，从而使得双色热敏记录介质20相关位置的整体视觉色彩是双色感热发色层的混色。
34.在本实施例中，所述第一感热发色层22表现为红色，第二感热发色层23表现为黑色。如图4所示，当印加能量(以每点单位毫焦为单位)较小时，发色温度阈值较低的第一感热发色层22开始受热反应发色，当印加能量逐渐增加时，光学浓度逐渐达到饱和，此时，双色热敏记录介质20的外观表现为第一感热发色层22的记录颜色，例如红色。随着印加能量的继续增加，加热温度也逐渐增大，发色温度阈值较高的第二感热发色层23开始受热反应发色，由于染料受热反应变色是不可逆的化学反应，因此，当高温高能的第二感热发色层23反应变色时，低温低能的第一感热发色层22已经变色，所以双色热敏记录介质20的外观相关位置处表现为双色的混色。例如黑色中混合红色，显然，视觉上红色并不可见。
35.如图10所示，本技术所涉及的双色热敏记录介质的直接热敏打印方法包括以下步骤：
36.步骤1、通过双色直接热敏记录装置1的打印控制部4接收图像或文字信息的打印数据。在本实施例中，所述打印数据以位图格式传输及接收存储，例如：在{(1，1)，(n，m)}的位图尺寸范围内，以8bit位深存储的rgb三色点阵位图bmp格式。
37.步骤2、从接收的打印数据中，提取指定的双色信息，形成双色各自对应的图像数据。具体的从接收的打印数据中，提取指定的双色信息的算法很多，且需要根据实际应用场合而定。
38.步骤3、将双色各自对应的图像数据进行转换形成各自对应的打印数据序列矩阵，即形成双色各自对应的两个打印数据序列矩阵，每个打印数据序列矩阵中的每个打印数据序列包含了该行打印各个印字点需要的数据位，每个数据位为0或1。如图9所示，在{(1，1)，(n，m)}印字区域内，主打印方向n个印字点，副打印方向m行印字。
39.在本实施例中，采用二值化变换将双色各自对应的图像数据转换形成各自对应的打印数据序列矩阵。
40.步骤4、在一个打印行周期内，通过所述打印控制部4驱动热敏打印头10，发送两次打印数据序列，使第一感热发色层22和第二感热发色层23受热发色，以完成一行的双色信
息打印。
41.步骤5、重复步骤4，对每行进行双色信息打印，直到最后一行打印结束。
42.为了节省印加能量和发热时间，提升印字效率，在所述步骤3与步骤4之间还设有以下步骤：将针对同一行的两个打印数据序列中的相对应的数据位进行逻辑或运算，得到第一打印数据序列，将步骤3中针对第二感热发色层23的打印数据序列记作第二打印数据序列，此时在步骤4中，每行印字周期内，首先输入第一打印数据序列，使得在预定的加热时间区间内，实现第一感热发色层22的信息记录，同时在该预定的加热时间区间内对需要记录的第二感热发色层23对应位置的加热点也进行加热，然后输入第二打印数据序列，使得在预定的加热时间区间内对需要记录的第二感热发色层23对应位置的加热点进行加热，使其受热发色，第二感热发色层23的记录点的印加能量是两次发热时间所对应的印加能量累积之和。
43.本技术所涉及的双色热敏记录介质的直接热敏打印方法，针对具有双色感热发色层的热敏记录介质，采用一个且仅有一个热敏打印头及其组件，在一次的打印过程中，可分别控制加热双色热敏记录介质的两个感热发色层，从而记录双色的文字或图像信息；该方法能够提高打印速度和效率，并提供更丰富的色彩记录内容。
44.实施例1
45.如图6所示，在本技术所涉及的双色热敏打印情况下，每行印字周期内，需要输入两次打印数据序列，第一次输入的打印数据序列dm1为第一感热发色层22的二值化加热数据，在加热时间ton1区间内，第一感热发色层22在打印数据序列dm1指定位置的点受热发色，完成第一感热发色层22的一行打印记录，并保持toff 1
时间区间的发热体单元温度冷却时间。然后第二次输入的打印数据序列dm2为第二感热发色层23的二值化数据，在加热时间ton2的区间内，第二感热发色层23在打印数据序列dm2指定位置的点受热发色，从而完成第二感热发色层的一行打印记录，并保持toff 2
时间区间的发热体单元温度冷却时间，值得注意的是，当高温高能的第二感热发色层23反应变色时，相应位置的低温低能的第一感热发色层22已经变色，所以双色热敏记录介质20的外观在相应位置处表现为双色的混色；至此完成该行的打印。以此类推，逐行顺次地输入每一行的两次打印数据序列，从而完成整个文档或图像的双色记录。
46.实施例2
47.如图7所示，在本实施例中，每行印字周期内，第一次输入的打印数据序列dm1为第二感热发色层23的二值化加热数据，第二次输入的打印数据序列dm2为第一感热发色层22的二值化数据，即在一个行打印周期内，先打印输出第二感热发色层23的信息记录，再打印输出第一感热发色层22的信息记录。
48.实施例3
49.在图6及图7所示的实施例中，每行双色印加能量是分段独立控制的，每段加热周期分别控制一个感热发色层的加热及冷却。如图8所示，在本实施例中，每行印字周期内，首先输入第一打印数据序列，在预定的加热时间ton1区间内，实现第一感热发色层22的信息记录，同时在该预定的加热时间ton1区间内对需要记录的第二感热发色层23对应位置的加热点也进行加热，然后输入第二打印数据序列，在预定的加热时间ton2区间内对需要记录的第二感热发色层23对应位置的加热点进行加热，使其受热发色，此时，第二感热发色层23
的记录点的印加能量是两次发热时间ton1和ton2所对应的印加能量累积之和。该实施例充分利用了双色感热发色层的发色温度差异及能量累积，在实现双色记录的同时，节省了印加能量和发热时间，提升了印字效率。
50.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围之内。